DE102021214699A1 - motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Kraftfahrzeug (1), umfassend einen Antriebsstrang (6), der wenigstens eine mit einem mittels einer Ladeschnittstelle von einer externen Ladevorrichtung aufladbaren elektrischen Energiespeicher (3) verbindbare oder verbundene elektrische Maschine (2) aufweist, welche elektrische Maschine (2) dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment zu erzeugen und auf einen Abtrieb (7) des Antriebsstrangs (6) zu übertragen, wobei eine Entkopplungsvorrichtung (10) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine (2) zur Ausführung eines Ladevorgangs in einem Entkopplungszustand bedarfsweise mechanisch von dem Abtrieb (7) zu entkoppeln, wobei in dem Entkopplungszustand eine Drehbewegung des Rotors (8) der elektrischen Maschine (2) in eine Sollladeausrichtung (19) des Rotors (8) von dem Abtrieb (7) des Antriebsstrangs (6) entkoppelt ist.Motor vehicle (1), comprising a drive train (6) which has at least one electrical machine (2) which can be connected or is connected to an electrical energy store (3) which can be charged by means of a charging interface from an external charging device, which electrical machine (2) is designed for this purpose to generate a torque and to transmit it to an output (7) of the drive train (6), a decoupling device (10) being provided which is designed to mechanically decouple the electric machine (2) from the to decouple the output (7), wherein in the decoupling state a rotational movement of the rotor (8) of the electric machine (2) in a desired charging orientation (19) of the rotor (8) is decoupled from the output (7) of the drive train (6).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Antriebsstrang, der wenigstens eine mit einem mittels einer Ladeschnittstelle von einer externen Ladevorrichtung aufladbaren elektrischen Energiespeicher verbindbare oder verbundene elektrische Maschine aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment zu erzeugen und auf einen Abtrieb des Antriebsstrangs zu übertragen.The invention relates to a motor vehicle, comprising a drive train, which has at least one electrical machine that can be connected or is connected to an electrical energy store that can be charged by an external charging device by means of a charging interface, which is designed to generate torque and transmit it to an output of the drive train.
Kraftfahrzeuge, die elektrische Maschinen als Antriebseinrichtungen aufweisen, welche elektrische Maschinen über einen elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt werden können, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige elektrische Energiespeicher können, neben einer Aufladung im Betrieb mittels Rekuperation, bei einem Stillstand des Kraftfahrzeugs über eine Ladeschnittstelle von einer externen Ladevorrichtung aufgeladen werden. Beispiele einer solchen externen Ladevorrichtung können eine Ladesäule bzw. eine sogenannte „Wallbox“ sein.Motor vehicles which have electrical machines as drive devices, which electrical machines can be supplied with electrical energy via an electrical energy store, are known in principle from the prior art. In addition to being charged during operation by means of recuperation, such electrical energy stores can be charged by an external charging device via a charging interface when the motor vehicle is at a standstill. Examples of such an external charging device can be a charging station or a so-called “wall box”.
Hierzu ist bekannt, den Wechselrichter des Kraftfahrzeugs, der für den Betrieb der elektrischen Maschine verwendet wird, zum Laden aus einer Gleichspannungsquelle, nämlich der Ladevorrichtung, zu verwenden. Für die Schaltung des DC/AC-Wechselrichters in einen DC/DC-Konverter werden zusätzliche Induktivitäten benötigt, die zweckmäßigerweise durch die Spulen der elektrischen Maschine bereitgestellt werden.In this regard, it is known to use the inverter of the motor vehicle, which is used to operate the electric machine, for charging from a DC voltage source, namely the charging device. Additional inductances are required for switching the DC/AC inverter into a DC/DC converter, and these are expediently provided by the coils of the electrical machine.
Während des Ladevorgangs hängt das Drehmoment, das von dem Rotor aufgrund der Bestromung zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers bewirkt wird, von der Ausrichtung des Rotors bzw. der Rotorlage ab. Da die Rotorlage bzw. die Ausrichtung des Rotors bei einem Abstellen des Kraftfahrzeugs an der externen Ladevorrichtung letztlich zufällig ist, muss sichergestellt werden, dass ein solches Drehmoment nicht zu einer ungewünschten Bewegung des Kraftfahrzeugs führen kann, sodass Sicherheitsprobleme ausgeschlossen bleiben. Dennoch wird, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug durch eine Parkbremse und/oder eine Parksperre oder andere Getriebesperren festgehalten wird, ein Drehmoment von dem Rotor bewirkt, das in den Antriebsstrang eingeleitet wird. Da sich die Rotorlage bzw. die Ausrichtung des Rotors, wie beschrieben, zufällig einstellt, können im schlimmsten Fall Drehmomente im Bereich des maximalen Drehmoments der elektrischen Maschine erzeugt werden, die sich negativ auf die Lebensdauer der Komponenten des Antriebsstrangs auswirken können.During the charging process, the torque that is caused by the rotor due to the energization for charging the electrical energy store depends on the orientation of the rotor or the rotor position. Since the rotor position or the orientation of the rotor is ultimately random when the motor vehicle is parked on the external charging device, it must be ensured that such a torque cannot lead to an undesired movement of the motor vehicle, so that safety problems are ruled out. Nevertheless, for example when the motor vehicle is held in place by a parking brake and/or a parking lock or other transmission locks, the rotor causes a torque that is introduced into the drive train. Since the rotor position or the orientation of the rotor, as described, adjusts itself randomly, in the worst case, torques can be generated in the range of the maximum torque of the electric machine, which can have a negative effect on the service life of the components of the drive train.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein demgegenüber verbessertes Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem insbesondere das Ausführen von Ladevorgängen an einer externen Ladevorrichtung verbessert ist.The invention is based on the object of specifying a motor vehicle that is improved in comparison thereto, in which, in particular, the execution of charging processes on an external charging device is improved.
Die Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a motor vehicle having the features of claim 1. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.
Wie eingangs beschrieben, betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das einen Antriebsstrang mit einer elektrischen Maschine und einem elektrischen Energiespeicher aufweist. Der elektrische Energiespeicher kann durch eine Ladeschnittstelle des Kraftfahrzeugs an einer externen Ladevorrichtung aufgeladen werden. Die elektrische Maschine wird vornehmlich dazu benutzt, ein Drehmoment zu erzeugen und auf einen Abtrieb des Antriebsstrangs zu übertragen. Die elektrische Maschine kann somit als Antriebseinrichtung bzw. Traktionsantrieb verstanden werden. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Kraftfahrzeug eine Entkopplungsvorrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine zur Ausführung eines Ladevorgangs in einem Entkopplungszustand bedarfsweise mechanisch von dem Abtrieb zu entkoppeln, wobei in dem Entkopplungszustand eine Drehbewegung des Rotors der elektrischen Maschine in eine Sollladeausrichtung des Rotors von dem Abtrieb des Antriebsstrangs entkoppelt ist.As described in the introduction, the invention relates to a motor vehicle that has a drive train with an electric machine and an electric energy store. The electrical energy store can be charged by a charging interface of the motor vehicle on an external charging device. The electric machine is primarily used to generate torque and to transmit it to an output of the drive train. The electrical machine can thus be understood as a drive device or traction drive. The invention is based on the finding that the motor vehicle has a decoupling device which is designed to mechanically decouple the electric machine from the output when required in order to carry out a charging process in a decoupling state, wherein in the decoupling state a rotary movement of the rotor of the electric machine is converted into a Desired charging orientation of the rotor is decoupled from the output of the drive train.
Dabei ist die elektrische Maschine derart ausgebildet ist, in einem ersten Zustand ein Drehmoment zu erzeugen, das auf einen Abtrieb des Antriebsstrangs übertragen werden kann und in einem zweiten Zustand Strom von einer Ladeschnittstelle an einen elektrischen Energiespeicher zu übertragen. Die Übertragung des Drehmomentes kann bspw. über ein Reduziergetriebe erfolgen. Im zweiten Zustand können z.B. die Spulen des Elektromotors als Teil eines Hochsetzstellers, auch boost converter genannt, verwendet werden. Der zweite Zustand kann auch Entkopplungszustand genannt werden.
Mit anderen Worten sieht die Erfindung eine Entkopplungsvorrichtung vor, die eine mechanische Entkopplung zwischen Abtrieb und elektrischer Maschine bewirken kann, insbesondere den Rotor der elektrischen Maschine von dem Abtrieb entkoppeln kann. Die Entkopplung kann ausgeführt werden, um einen Ladevorgang durchzuführen. Beispielsweise kann bei oder vor Einleiten eines Ladevorgangs die Entkopplung durchgeführt werden, sodass eine Drehbewegung des Rotors der elektrischen Maschine in eine Sollladeausrichtung des Rotors möglich ist, bei welcher Drehbewegung der Rotor von dem restlichen Antriebsstrang, insbesondere von dem Abtrieb, entkoppelt ist. Die Entkopplungsvorrichtung ermöglicht somit, dass der Rotor, insbesondere in die Sollladeausrichtung, gedreht werden kann, ohne dabei ein Drehmoment auf den restlichen Antriebsstrang zu erzeugen. Anstatt, wie im Stand der Technik üblich, den Rotor in der zufällig vorliegenden Position zu verwenden, um den Ladevorgang durchzuführen, wird, wie beschrieben, die Entkopplungsvorrichtung dazu verwendet, den Rotor zu entkoppeln und somit eine definierte Drehbewegung des Rotors entkoppelt von dem Abtrieb des Antriebsstrangs auszuführen, sodass der Rotor in die Sollladeausrichtung bewegt werden kann.In other words, the invention provides a decoupling device that can bring about mechanical decoupling between the output and the electrical machine, in particular can decouple the rotor of the electrical machine from the output. Decoupling can be performed to perform a charging operation. For example, the decoupling can be carried out when or before initiating a charging process, so that a rotational movement of the rotor of the electric machine into a target charging orientation of the rotor is possible, during which rotational movement the rotor is decoupled from the rest of the drive train, in particular from the output. The decoupling device thus makes it possible for the rotor to be rotated, in particular in the target charging orientation, without generating a torque on the rest of the drive train. Instead of using the rotor in the randomly present position to carry out the charging process, as is usual in the prior art, the decoupling device is used, as described, to decouple the rotor and thus a defined rotary movement of the rotor is decoupled from the output of the Execute drive train so that the rotor can be moved to the target loading orientation.
Die Sollladeausrichtung bezeichnet insbesondere diejenige Ausrichtung des Rotors bzw. diejenige Rotorlage, in der der Rotor ein vergleichsweise kleines Drehmoment, insbesondere kein Drehmoment, während des Ladevorgangs bewirkt. Somit kann sichergestellt werden, dass bei der Durchführung des Ladevorgangs durch die Bestromung des Rotors kein oder nur ein vergleichsweise geringes Drehmoment bewirkt wird. Sicherheitsrelevante Drehbewegungen des Rotors sowie Übertragung von Drehmoment in den Antriebsstrang, die letztlich gesperrt werden müssen, können somit ausgeschlossen werden. Dadurch lässt sich zum einen die Sicherheit beim Durchführen von Ladevorgängen sowie die Lebensdauer des Antriebsstrangs und seiner Komponenten erhöhen.The target charging alignment designates in particular that alignment of the rotor or that rotor position in which the rotor causes a comparatively small torque, in particular no torque, during the charging process. It can thus be ensured that when the charging process is carried out, no torque or only a comparatively small torque is caused by energizing the rotor. Safety-relevant rotary movements of the rotor and the transmission of torque to the drive train, which ultimately have to be blocked, can thus be ruled out. On the one hand, this increases safety when carrying out charging processes as well as the service life of the drive train and its components.
Die hierin beschriebene Entkopplungsvorrichtung kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, solange die Entkopplungsvorrichtung eine mechanische Kopplung bei Bedarf, insbesondere bei Ansteuerung durch eine Steuerungseinrichtung, ausführen kann, sodass der Rotor von einem Teil des Antriebsstrangs, insbesondere möglichst rotornah, von dem Abtrieb des Antriebsstrangs entkoppelt werden kann. Die Entkopplungsvorrichtung kann als „mechanische Trennstelle“ verstanden werden, da diese eine mechanische Trennung des Antriebsstrangs vornehmen kann. Die Entkopplungsvorrichtung kann beispielsweise als Kupplungseinrichtung oder als Freilauf ausgeführt sein.The decoupling device described herein can in principle be configured in any way, as long as the decoupling device can carry out a mechanical coupling if required, in particular when activated by a control device, so that the rotor can be decoupled from a part of the drive train, in particular as close as possible to the rotor, from the output of the drive train . The decoupling device can be understood as a "mechanical separation point" since it can mechanically separate the drive train. The decoupling device can be designed, for example, as a clutch device or as a freewheel.
Ist die Entkopplungsvorrichtung als Kupplungseinrichtung ausgeführt, kann diese wahlweise als formschlüssige Kupplungseinrichtung oder als Reibkupplung ausgeführt sein, im Speziellen als Klauenkupplung oder Lamellenkupplung. Wie beschrieben, muss die Entkopplungsvorrichtung eine Entkopplung zwischen Rotor und Abtrieb ermöglichen, wobei es ausreichend ist, eine Entkopplung in einer definierten Drehrichtung zu ermöglichen, beispielsweise bei Verwendung eines Freilaufs. Die Entkopplungsvorrichtung erlaubt somit, den Rotorwinkel zu ändern, ohne ein Drehmoment auf die Räder aufzubringen. Wird das Kraftfahrzeug beispielsweise in einen Auflademodus versetzt, kann die Entkopplungsvorrichtung zunächst die Kopplung des Rotors aufheben, sodass der Rotor in die gewünschte Sollladeausrichtung verbracht werden kann, in der vorteilhaft der Ladevorgang durchgeführt werden kann, wobei kein oder nur ein niedriges Drehmoment durch den Ladevorgang erzeugt und auf den Rotor aufgebracht wird.If the decoupling device is designed as a clutch device, it can optionally be designed as a form-fitting clutch device or as a friction clutch, specifically as a claw clutch or multi-plate clutch. As described, the decoupling device must enable decoupling between the rotor and the output, it being sufficient to enable decoupling in a defined direction of rotation, for example when using a freewheel. The decoupling device thus allows the rotor angle to be changed without applying torque to the wheels. If the motor vehicle is put into a charging mode, for example, the decoupling device can first cancel the coupling of the rotor, so that the rotor can be brought into the desired target charging orientation, in which the charging process can advantageously be carried out, with no or only a low torque being generated by the charging process and applied to the rotor.
Nach einer Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs kann vorgesehen sein, dass die Entkopplungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Rotor der elektrischen Maschine nach Einnehmen der Sollladeausrichtung zu sperren, insbesondere mittels einer separaten Sperreinrichtung oder durch Herstellen der Kopplung zu dem Abtrieb. Wie beschrieben, wird der Rotor vornehmlich von dem Abtrieb des Antriebsstrangs entkoppelt, um eine Drehbewegung auszuführen, die den Rotor in die gewünschte Sollladeausrichtung überführt. Ist die Sollladeausrichtung des Rotors eingenommen, kann die Entkopplungsvorrichtung den Rotor in der Sollladeausrichtung sperren. According to one embodiment of the motor vehicle, it can be provided that the decoupling device is designed to lock the rotor of the electric machine after assuming the desired charging alignment, in particular by means of a separate locking device or by establishing the coupling to the output. As described, the rotor is primarily decoupled from the output of the drive train in order to perform a rotational movement that converts the rotor into the desired target charging orientation. Once the rotor is in the target loading orientation, the decoupling device can lock the rotor in the target loading orientation.
Hierzu kann die Entkopplungsvorrichtung die zuvor aufgehobene Kopplung des Rotors wiederherstellen, d.h., den Rotor wieder an den restlichen Antriebsstrang ankoppeln. Ebenso ist es möglich, eine separate Sperreinrichtung vorzusehen, beispielsweise eine Parkbremse oder eine Parksperre oder dergleichen, die zusätzlich oder alternativ auf den Rotor wirkt, um diesen zu sperren. Die separate Sperreinrichtung kann auch in die elektrische Maschine integriert sein, derart, dass der Rotor gesperrt werden kann, um zu verhindern, dass der Rotor während des Ladevorgangs aus der Sollladeausrichtung auslenkt. Das Sperren des Rotors nach Einnehmen der Sollladeausrichtung bewirkt insbesondere, dass Drehbewegungen des Rotors bei Aufnehmen des Ladevorgangs, beispielsweise aufgrund von Einschwingvorgängen, unterbunden werden. Der Rotor wird daher gesperrt, sodass auch Drehbewegungen aufgrund von Einschwingvorgängen bzw. Abweichungen aus der Sollladeausrichtung in dem Ladevorgang, die ein Verlassen der Sollladeausrichtung bewirken könnten, gesperrt werden können.For this purpose, the decoupling device can restore the previously canceled coupling of the rotor, ie couple the rotor back to the rest of the drive train. It is also possible to provide a separate locking device, for example a parking brake or a parking lock or the like, which acts additionally or alternatively on the rotor in order to lock it. The separate locking device can also be integrated into the electric machine in such a way that the rotor can be locked in order to prevent the rotor from deflecting from the desired charging orientation during the charging process. The locking of the rotor after assuming the target charging alignment has the effect, in particular, that rotational movements of the rotor when the charging process is started, for example due to transient processes, are prevented. The rotor is therefore locked, so that rotational movements due to transient processes or deviations from the target charging alignment in the charging process, which could cause the target charging alignment to be left, can be blocked.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs kann vorgesehen sein, dass die Entkopplungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, den Rotor der elektrischen Maschine nach Einnehmen der Sollladeausrichtung durch Aufbringen eines definierten Vorspannmoments in dem Antriebsstrang zu verspannen. Das Verspannen des Rotors in dem Antriebsstrang aus der Sollladeausrichtung heraus kann insbesondere vorsehen, dass das Vorspannmoment mittels der Bestromung während des Ladevorgangs erzeugt wird. Mit anderen Worten kann die Sollladeausrichtung so gewählt werden, dass, insbesondere nach Sperren des Rotors, beispielsweise durch Kopplung an den restlichen Antriebsstrang, ein vergleichsweise geringes Drehmoment bewirkt wird, das den Rotor in dem Antriebsstrang definiert vorspannt.According to a further embodiment of the motor vehicle, it can be provided that the decoupling device is designed to brace the rotor of the electric machine after assuming the target charging alignment by applying a defined pretensioning torque in the drive train. The bracing of the rotor in the drive train out of the desired charging alignment can in particular provide that the pretensioning torque is generated by means of the current flow during the charging process. In other words, the target charging orientation can be selected such that, in particular after the rotor has been locked, for example by coupling to the rest of the drive train, a comparatively low torque is produced which prestresses the rotor in the drive train in a defined manner.
Durch das definierte Vorspannen bzw. das Aufbringen des definierten Vorspannmoments wird, insbesondere ein Schwingen des Drehmoments bzw. eine Drehmomentschwingung um den Nullpunkt während dem Ladevorgang verhindert. Durch Aufbringen des Vorspannmoments wird dem Rotor eine Vorzugsrichtung aufgeprägt, in der das vergleichsweise definierte kleine Drehmoment aufgebracht werden kann. Das Vorspannmoment kann beispielsweise <10% des maximalen Maschinenmoments betragen, wobei ein Bereich von weniger als 5% des maximalen Maschinenmoments angestrebt werden kann. Beispielsweise kann ein Freilauf als Entkopplungsvorrichtung verwendet werden bzw. kann ein Freilauf einen Bestandteil der Entkopplungsvorrichtung bilden, wobei durch Aufbringen des Vorspannmoments sichergestellt werden kann, dass der Rotor gegen den Freilauf, der mit dem restlichen Antriebsstrang verbunden ist, gesperrt bleibt. Die Auswahl des Vorspannmoments kann letztlich in Abhängigkeit der konkreten elektrischen Maschine und des Antriebsstrangs gewählt werden. Beispielsweise kann mit einbezogen werden, an welcher Stelle die Entkopplungsvorrichtung bzw. der Rotor in dem Antriebsstrang angeordnet ist. Dadurch, dass der Rotor durch das definierte Vorspannmoment vorgespannt wird, werden insbesondere Abweichungen aus der Sollladeausrichtung, die vergleichsweise größere Drehmomente bewirken, verhindert.The defined prestressing or the application of the defined prestressing torque, in particular, prevents the torque from oscillating or torque oscillating around the zero point during the charging process. By applying the preload torque, the rotor is given a preferred direction in which the comparatively defined small torque can be applied. The preload torque can be <10% of the maximum machine torque, for example, with a range of less than 5% of the maximum machine torque being desirable. For example, a freewheel can be used as a decoupling device or a freewheel can form part of the decoupling device, it being possible to ensure by applying the preload torque that the rotor remains locked against the freewheel, which is connected to the rest of the drive train. The selection of the preload torque can ultimately be selected as a function of the specific electric machine and the drive train. For example, the point at which the decoupling device or the rotor is arranged in the drive train can also be included. Due to the fact that the rotor is prestressed by the defined prestressing torque, deviations from the desired charging alignment, which cause comparatively greater torques, are prevented in particular.
Wie zuvor beschrieben, kann die Entkopplungsvorrichtung grundsätzlich beliebige Kupplungseinrichtungen aufweisen. Nach einer Ausführungsform kann die Entkopplungsvorrichtung wenigstens eine Klauenkupplung aufweisen oder als solche ausgebildet sein, wobei die Klauenkupplung eine definierte Zahnanzahl, insbesondere 30 bis 70 Zähne, aufweist, wobei eine Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs dazu ausgebildet ist, die Sollladeausrichtung in Abhängigkeit von einer aktuellen Zahnanordnung zu bestimmen. Bei der Verwendung der Klauenkupplung legt die Zahnanzahl und die Anordnung der Verzahnungen der Gegenstücke bzw. der einzelnen Klauen der Klauenkupplung relativ zueinander fest, welche relativ Orientierungen eingenommen werden können.As described above, the decoupling device can in principle have any desired coupling devices. According to one embodiment, the decoupling device can have at least one claw clutch or be designed as such, with the claw clutch having a defined number of teeth, in particular 30 to 70 teeth, with a control device of the motor vehicle being designed to determine the target loading alignment as a function of a current tooth arrangement . When using the claw coupling, the number of teeth and the arrangement of the teeth of the counterparts or the individual claws of the claw coupling relative to one another determine which relative orientations can be adopted.
Mit anderen Worten kann eine erste Klaue, die mit dem Rotor der elektrischen Maschine verbunden ist, nicht in beliebigen Orientierungen mit einer zweiten Klaue, die mit dem Abtrieb des Antriebsstrangs verbunden ist, in Eingriff gebracht werden. Die Verzahnungen weisen jeweils Zähne und Zahnlücken auf, wobei die beiden Klauen nur in Eingriff gebracht werden können, wenn die Zähne der ersten Klaue in Zahnlücken der zweiten Klaue und umgekehrt eingebracht werden können. Die beschriebene Steuerungseinrichtung kann die Sollladeausrichtung, in die der Rotor für den Aufladevorgang gestellt werden soll, in Abhängigkeit von einer aktuellen Zahnanordnung bestimmen. Zum Beispiel kann bestimmt werden, in welche Ausrichtung der Rotor idealerweise gebracht werden soll und welche Sollladeausrichtung realisiert werden kann. Mit anderen Worten kann ermittelt werden, welcher Zahneingriff bzw. welche Rotorausrichtung der gewünschten Sollladeausrichtung am nächsten kommt. Wird der Rotor gesperrt, kann derjenige Zahneingriff bzw. diejenige Orientierung der ersten Klaue relativ zu der zweiten Klaue gewählt werden, die eine möglichst nahe Annäherung an die Sollladeausrichtung des Rotors erlaubt.In other words, a first claw, which is connected to the rotor of the electric machine, cannot be brought into engagement with a second claw, which is connected to the output of the drive train, in arbitrary orientations. The teeth each have teeth and tooth gaps, with the two claws only being able to be brought into engagement if the teeth of the first claw can be introduced into tooth gaps in the second claw and vice versa. The control device described can determine the target charging orientation in which the rotor is to be placed for the charging process as a function of a current tooth arrangement. For example, it can be determined in which orientation the rotor should ideally be brought and which target loading orientation can be implemented. In other words, it can be determined which tooth engagement or which rotor alignment comes closest to the desired target charging alignment. If the rotor is locked, that meshing or that orientation of the first claw relative to the second claw can be selected which allows the target loading orientation of the rotor to be approximated as closely as possible.
Wie zuvor beschrieben, kann der Rotor grundsätzlich nach bzw. zum Einnehmen der Sollladeausrichtung in dem Antriebsstrang vorgespannt werden, um Schwingungen des Drehmoments um den Nullpunkt zu vermeiden. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die zuvor beschriebene oder eine weitere Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs dazu ausgebildet sein, die Sollladeausrichtung durch eine Vorspannung des Rotors einzustellen. Mit anderen Worten kann die gewünschte Vorspannung des Rotors in die Definition bzw. Bestimmung der Sollladeausrichtung mit einbezogen werden. Das eingangs beschriebene Prinzip des Einnehmens der Sollladeausrichtung bleibt davon unberührt. Ist die Sollladeausrichtung eingenommen, soll dennoch ein vergleichsweise geringes Drehmoment auf den Rotor bewirkt werden bzw. durch den Rotor bewirkt werden, die jedoch dem Rotor eine Vorzugsrichtung vorgibt und ein Schwingen um den Nullpunkt des Drehmoments vermeidet. Mit anderen Worten wird die Sollladeausrichtung definiert so gewählt, dass der Rotor durch ein geringes Drehmoment bzw. Vorspannmoment in dem Antriebsstrang vorgespannt ist.As previously described, the rotor can generally be preloaded after or to assume the desired loading orientation in the drive train in order to avoid torque oscillations about the zero point. According to a further refinement, the previously described control device or a further control device of the motor vehicle can be designed to set the target charging orientation by prestressing the rotor. In other words, the desired prestressing of the rotor can be included in the definition or determination of the target charging orientation. This does not affect the principle of assuming the target charging orientation described at the outset. If the target charging alignment is assumed, a comparatively small torque should nevertheless be effected on the rotor or be effected by the rotor, which, however, specifies a preferred direction for the rotor and avoids oscillation around the zero point of the torque. In other words, the target charging orientation is selected in a defined manner such that the rotor is prestressed by a low torque or prestressing torque in the drive train.
Die Ausgestaltungen bezüglich der Vorspannung des Rotors sowie der Berücksichtigung der möglichen Zahneingriffe können beliebig miteinander kombiniert werden. Mit anderen Worten kann berücksichtigt werden, welche Zahneingriffe grundsätzlich möglich sind und welche Vorspannung des Rotors gewünscht ist. Somit kann die Sollladeausrichtung bzw. die möglichen Sollladeausrichtungen des Rotors, die von einer Polpaarzahl bzw. grundsätzlich einer Symmetrie des Rotors abhängen können, ermittelt werden. Anschließend kann ermittelt werden, welche Zahneingriffe der ersten Klaue und der zweiten Klaue das Einnehmen der Sollladeausrichtung(en) ermöglichen.The configurations with regard to the prestressing of the rotor and the consideration of the possible tooth engagements can be combined with one another as desired. In other words, it can be taken into account which tooth meshes are fundamentally possible and which prestressing of the rotor is desired. In this way, the target charging alignment or the possible target charging alignments of the rotor, which can depend on a number of pole pairs or, in principle, a symmetry of the rotor, can be determined. It can then be determined which meshing of the teeth of the first claw and the second claw enable the target charging orientation(s) to be assumed.
Hierbei kann zusätzlich berücksichtigt werden, ob eine Vorspannung des Rotors aufgebracht werden soll oder aufgebracht werden kann, zum Beispiel um Sollpositionen, die von den Klaueneingriffen vorgegeben werden und nicht exakt der Sollladeausrichtung entsprechen, zu korrigieren. Aus der Kombination von möglichen Zahneingriffen und einer möglichen Vorspannung des Rotors kann somit die Sollladeausrichtung für nahezu sämtliche Rotorwinkel durchgeführt werden. Hierbei kann ein Intervall möglicher Vorspannmomente definiert werden, sodass in Abhängigkeit der möglichen Zahneingriffe ein Vorspannmoment aus dem Intervall der möglichen Vorspannmomente gewählt wird, um ausgehend von einer Sollposition die Sollladeausrichtung zu erreichen. Die Vorspannmomente können in beide Drehrichtungen des Rotors aufgebracht werden, sodass ein positives oder negatives Vorspannmoment bewirkt werden kann, um die Sollladeausrichtung zu erreichen.In this case, it can also be taken into account whether a prestressing of the rotor should be applied or can be applied, for example in order to correct target positions that are specified by the claw engagements and do not correspond exactly to the target charging alignment. From the combination of possible tooth engagements and a possible prestressing of the rotor, the target charging alignment can thus be carried out for almost all rotor angles. In this case, an interval of possible preload torques can be defined, so that a preload torque is selected from the interval of possible preload torques depending on the possible tooth engagements, in order to achieve the target charging alignment starting from a target position. The preload torques can be applied in both directions of rotation of the rotor, so that a positive or negative preload torque can be applied to achieve the target loading alignment.
Insbesondere kann auch berücksichtigt werden, dass ein Mindestmoment als Vorspannmoment nicht unterschritten wird. Hierzu kann beispielsweise ein Zahneingriff realisiert werden, der nicht den zu der Sollladeausrichtung nächsten Zahneingriff darstellt, sondern beispielsweise eine relative Drehung der ersten Klaue zu der zweiten Klaue um einen weiteren Zahneingriff von der Sollladeausrichtung entfernt ist. Der beschriebene Zahneingriff kann gewählt werden, um zumindest das Mindestmoment als Vorspannmoment aufbringen zu können, um den Rotor anschließend in die Sollladeausrichtung zu bewegen.In particular, it can also be taken into account that the preload torque does not fall below a minimum torque. For this purpose, for example, a tooth meshing can be implemented that does not represent the tooth meshing closest to the target loading alignment, but rather, for example, a relative rotation of the first claw to the second claw by a further tooth meshing from the target loading alignment. The tooth engagement described can be selected in order to be able to apply at least the minimum torque as a preload torque in order to subsequently move the rotor into the target charging alignment.
Das beschriebene Kraftfahrzeug kann, wie beschrieben, wenigstens eine durch die elektrische Maschine angetriebene oder antreibbare Fahrzeugachse aufweisen. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann das Kraftfahrzeug ferner wenigstens zwei angetriebene oder antreibbare Fahrzeugachsen aufweisen. Hierbei kann die Entkopplungsvorrichtung derjenigen Fahrzeugachse zugeordnet sein, deren Wechselrichter zur Durchführung eines Ladevorgangs ausgebildet ist bzw. verwendet wird. Die Ausgestaltung sieht vor, die mechanische Trennstelle an dem Rotor derjenigen elektrischen Maschine vorzusehen, deren Wechselrichter auch zur Durchführung des Ladevorgangs verwendet wird. Beispielsweise kann eine erste Fahrzeugachse durch eine erste elektrische Maschine angetrieben werden, der ein erster Wechselrichter zugeordnet ist. Eine zweite Fahrzeugachse kann durch eine zweite elektrische Maschine angetrieben werden, die durch eine zweiten Wechselrichter gesteuert wird. Je nachdem, ob bei einem Ladevorgang der elektrische Energiespeicher durch die Komponenten der ersten Fahrzeugachse oder der zweiten Fahrzeugachse aufgeladen wird, kann die Entkopplungsvorrichtung in der ersten oder der zweiten Fahrzeugachse zugeordnet sein.As described, the motor vehicle described can have at least one vehicle axle that is driven or can be driven by the electric machine. According to a further embodiment, the motor vehicle can also have at least two driven or drivable vehicle axles. In this case, the decoupling device can be assigned to that vehicle axle whose inverter is designed or used to carry out a charging process. The design provides for the mechanical separation point to be provided on the rotor of that electrical machine whose inverter is also used to carry out the charging process. For example, a first vehicle axle can be driven by a first electrical machine that is assigned a first inverter. A second vehicle axle may be powered by a second electric machine controlled by a second inverter. Depending on whether the electrical energy store is charged by the components of the first vehicle axle or the second vehicle axle during a charging process, the decoupling device can be assigned to the first or the second vehicle axle.
Wie beschrieben, kann das Kraftfahrzeug eine oder mehrere Steuerungseinrichtungen aufweisen. Wenigstens eine der Steuerungseinrichtungen kann dazu ausgebildet sein, den wenigstens einen Wechselrichter zur Durchführung des Ladevorgangs zu steuern und/oder die Entkopplungsvorrichtung zu steuern und/oder eine separate Entkopplungseinrichtung der Kopplungsvorrichtung zu steuern. Die Steuerungseinrichtung kann zum Beispiel den Wechselrichter so ansteuern, dass die durch die Induktivitäten des Rotors geführten Ströme auf den Ladevorgang bzw. die sich daraus einstellende Reaktion angepasst werden kann. Ferner kann die Entkopplungsvorrichtung gesteuert werden, beispielsweise um den Rotor von dem restlichen Antriebsstrang zu entkoppeln oder die Kopplung wiederherzustellen. Die zuvor beschriebene separate Kopplungseinrichtung, die insbesondere zur Feststellung des Rotors vorgesehen sein kann, kann ebenfalls von der Steuerungseinrichtung gesteuert werden. Die Sperreinrichtung kann beispielsweise als Parksperre oder als Parkbremse ausgeführt sein.As described, the motor vehicle can have one or more control devices. At least one of the control devices can be designed to control the at least one inverter for carrying out the charging process and/or to control the decoupling device and/or to control a separate decoupling device of the coupling device. The control device can, for example, control the inverter in such a way that the currents conducted through the inductances of the rotor can be adapted to the charging process or the reaction that occurs as a result. Furthermore, the decoupling device can be controlled, for example in order to decouple the rotor from the rest of the drive train or to restore the coupling. The separate coupling device described above, which can be provided in particular for fixing the rotor, can also be controlled by the control device. The locking device can be designed, for example, as a parking lock or as a parking brake.
Das Kraftfahrzeug kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass wenigstens eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, einen Kopplungszustand des Rotors zu erfassen. Mit anderen Worten kann die Erfassungseinrichtung erfassen, ob der Rotor mit dem restlichen Antriebsstrang gekoppelt ist bzw. ob der Rotor an den Abtrieb gekoppelt oder davon entkoppelt ist. Somit ist es möglich, zu erfassen, ob die Kopplung zwischen Rotor und Abtrieb hergestellt ist oder ob diese, beispielsweise durch entsprechende Überführung der Entkopplungsvorrichtung in den Entkopplungszustand, entkoppelt ist. Dadurch lässt sich ermitteln, ob eine Drehverbindung zwischen der elektrischen Maschine und den Rädern besteht oder ob diese unterbrochen ist. Die Erfassungseinrichtung kann ferner zur Erfassung der Position des Rotors bzw. der Ausrichtung des Rotors oder der Rotorlage ausgebildet sein. Dazu kann die Erfassungseinrichtung zum Beispiel auf einen Rotorlagesensor zurückgreifen oder die Position mittels Stromsensoren bestimmen. Zur Bestimmung der Sollladeausrichtung kann beispielsweise auf eine Tabelle zurückgegriffen werden, die in einer Steuerungseinrichtung hinterlegt werden kann. Je nach Polpaarzahl bzw. Symmetrie des Rotors, können mehrere Sollladeausrichtungen bzw. mehrere Rotorwinkel möglich sein.The motor vehicle can also be further developed such that at least one detection device is provided, which is designed to detect a coupling state of the rotor. In other words, the detection device can detect whether the rotor is coupled to the rest of the drive train or whether the rotor is coupled to the output or decoupled from it. It is thus possible to detect whether the coupling between the rotor and the output has been established or whether it has been decoupled, for example by correspondingly switching the decoupling device into the decoupling state. This makes it possible to determine whether there is a rotary connection between the electric machine and the wheels or whether this is interrupted. The detection device can also be designed to detect the position of the rotor or the alignment of the rotor or the rotor position. The detection device can do this For example, use a rotor position sensor or determine the position using current sensors. A table that can be stored in a control device can be used, for example, to determine the target charging orientation. Depending on the number of pole pairs or the symmetry of the rotor, several target charging orientations or several rotor angles can be possible.
Wenigstens eine Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs kann bei einer erfassten Veränderung der Rotorposition, insbesondere während eines Ladevorgangs, die Sollladeausrichtung verändern. Mit anderen Worten kann die Steuerungseinrichtung, zum Beispiel bei einer Erfassung einer Drehbewegung des Rotors während des Ladevorgangs durch die Erfassungseinrichtung eine Anpassung eines Steuereingriffs vornehmen, insbesondere die Ansteuerung des Wechselrichters verändern, um eine ungewünschte Drehbewegung des Rotors zu verhindern. Ferner können entsprechende Steuersignale an die Entkopplungsvorrichtung gesendet werden, beispielsweise um den Rotor zu sperren.At least one control device of the motor vehicle can change the desired charging alignment when a change in the rotor position is detected, in particular during a charging process. In other words, the control device can, for example when the detection device detects a rotational movement of the rotor during the charging process, adapt a control intervention, in particular change the activation of the inverter, in order to prevent an undesired rotational movement of the rotor. Furthermore, appropriate control signals can be sent to the decoupling device, for example to lock the rotor.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Durchführung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines zuvor beschriebenen Kraftfahrzeugs, wobei eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs zur Ausführung eines Ladevorgangs in einen Entkopplungszustand überführt wird, in dem die elektrische Maschine, insbesondere der Rotor von einem Abtrieb des Kraftfahrzeugs entkoppelt ist, wobei in dem Entkopplungszustand eine Drehbewegung des Rotors der elektrischen Maschine in eine Sollladeausrichtung ausgeführt wird, bei welcher Drehbewegung der Rotor von dem Abtrieb entkoppelt ist. Mit anderen Worten kann das Verfahren auf dem zuvor beschriebenen Kraftfahrzeug durchgeführt werden. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf das Kraftfahrzeug beschrieben wurden, sind vollständig auf das Verfahren übertragbar.In addition, the invention relates to a method for carrying out a charging process of an electrical energy store of a motor vehicle, in particular a motor vehicle as described above, an electric machine of the motor vehicle being transferred to a decoupling state in order to carry out a charging process, in which the electric machine, in particular the rotor, is driven by an output of the motor vehicle is decoupled, wherein in the decoupling state a rotational movement of the rotor of the electric machine is performed in a target charging orientation, in which rotational movement of the rotor is decoupled from the output. In other words, the method can be carried out on the motor vehicle described above. All the advantages, details and features that have been described in relation to the motor vehicle can be fully transferred to the method.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:
-
1 eine Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeugs nach einem ersten Ausführungsbeispiel; -
2 eine Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeugs nach einem zweiten Ausführungsbeispiel; und -
3 eine Prinzipdarstellung einer Sollladeausrichtung.
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1 a schematic diagram of a motor vehicle according to a first embodiment; -
2 a schematic diagram of a motor vehicle according to a second embodiment; and -
3 a schematic diagram of a target loading alignment.
Das Kraftfahrzeug 1 weist weiter eine Entkopplungsvorrichtung 10 auf, die dazu ausgebildet ist, die elektrische Maschine 2, insbesondere den Rotor 8, von dem restlichen Antriebsstrang 6 abzukoppeln bzw. zu entkoppeln. Zum Beispiel ist die Entkopplungsvorrichtung 10 als Freilauf oder als Kupplungseinrichtung, insbesondere als formschlüssige Kupplungseinrichtung, ausgebildet. Die Anordnung der Entkopplungsvorrichtung 10 in einer dem Rad zugeordneten Seitenwelle ist lediglich beispielhaft. Eine entsprechende Entkopplungsvorrichtung 10 könnte zum Beispiel ebenso in einer Abtriebswelle 11 der elektrischen Maschine 2 angeordnet sein. Als Abtrieb 7 wird der Teil des Antriebsstrangs 6 verstanden, der im Drehmomentfluss zwischen dem Rad und dem Rotor 8 liegt. Grundsätzlich kann jeder Teil des Antriebsstrangs 6, auf den durch die elektrische Maschine 2 bei geschlossener Entkopplungsvorrichtung 10 Drehmoment bewirkt werden kann und von dem der Rotor entkoppelt werden kann, als Abtrieb verstanden werden.The motor vehicle 1 also has a
Die Entkopplungsvorrichtung 10 entkoppelt somit den Rotor 8 von dem restlichen Antriebsstrang 6, sodass der Rotor 8 gedreht werden kann, ohne ein Drehmoment auf den restlichen Antriebsstrang 6 zu übertragen, insbesondere ohne ein Drehmoment auf den Abtrieb 7 bzw. die Räder zu übertragen.The
Soll ein Ladevorgang durchgeführt werden, bei dem ein Strom von der externen Ladevorrichtung verwendet wird, um den elektrischen Energiespeicher 3 des Kraftfahrzeugs 1 aufzuladen, wird der Wechselrichter 4 letztlich als DC/DC-Konverter verwendet, wobei die Spulen des Rotors 8 als Induktivitäten verwendet werden. Die Steuerungseinrichtung 5 ist dazu ausgeführt, die einzelnen Schalter des Wechselrichters 4, beispielsweise drei Highside- und drei Lowside-Schalter des Wechselrichters 4 individuell anzusteuern.If a charging process is to be carried out in which a current from the external charging device is used to charge the
Um zu vermeiden, dass bei der Leitung des Stroms durch den Rotor 8 ein Drehmoment erzeugt wird, das an den Abtrieb 7 bzw. den Antriebsstrang 6 übertragen wird und entweder zu einer Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 führen würde oder bei festgestelltem Kraftfahrzeug 1 eine Belastung für den Antriebsstrang 6 bilden könnte, wird der Rotor 8 in eine Sollladeausrichtung überführt. Hierzu wird der Rotor 8 zunächst durch die Entkopplungsvorrichtung 10 von dem restlichen Antriebsstrang 6 entkoppelt. Die Entkopplungsvorrichtung 10 bildet dabei eine mechanische Trennstelle, die eine mechanische Entkopplung des Rotors 8 bewirkt. Bei der Drehbewegung des Rotors 8 wird somit kein Drehmoment auf den restlichen Antriebsstrang 6 erzeugt. Der Rotor 8 kann somit beliebig gedreht werden und in eine Sollladeausrichtung verbracht werden.In order to avoid that when the current is conducted through the
Anschließend kann die Entkopplungsvorrichtung 10 die Kopplung zu dem Antriebsstrang 6 wiederherstellen. Beispielsweise kann ein Sperren des Rotors 8 dadurch bewirkt werden oder es kann zusätzlich oder alternativ eine separate und nicht näher dargestellte Sperreinrichtung verwendet werden, um die Sperrwirkung auf den Rotor 8 zu erzeugen. Als Beispiel einer separaten Sperreinrichtung kann eine Parkbremse oder eine Parksperre 22 oder ein Mittel der elektrischen Maschine 2, das mechanisch den Rotor 8 sperren kann, verstanden werden.The
In dem gesperrten Zustand bzw. dem wiederangekoppelten Zustand des Rotors 8, kann der Ladevorgang durchgeführt werden. Da der Rotor 8 in die Sollladeausrichtung verbracht wurde, ist sichergestellt, dass kein Drehmoment oder nur ein geringes Drehmoment zum Beispiel unterhalb von 10 % des maximalen Maschinenmoments, auf den Rotor 8 bzw. die Abtriebswelle 11 durch die Bestromung in dem Ladevorgang bewirkt wird.In the locked state or the re-coupled state of the
Die Steuerungseinrichtung 5 ist ferner mit einer Erfassungseinrichtung 13 gekoppelt. Die Erfassungseinrichtung 13 ist zur Erfassung der Ausrichtung des Rotors 8 ausgebildet und lediglich beispielhaft mit einem Rotorlagesensor verbunden. Zusätzlich oder alternativ zu dem Rotorlagesensor ist es ebenso möglich, dass die Erfassungseinrichtung 13 die Ausrichtung des Rotors 8 basierend auf Sensorwerten von Stromsensoren erfassen kann. Wird bei der Erfassungseinrichtung 13 beispielsweise eine Bewegung des Rotors 8 während des Aufladevorgangs erfasst, kann mittels der Steuerungseinrichtung 5 der Wechselrichter 4 entsprechend angesteuert werden, um den Ladevorgang anzupassen, sodass Drehbewegungen bzw. die Erzeugung von Drehmoment auf den Rotor 8 entsprechend reduziert werden können.The control device 5 is also coupled to a
Lediglich beispielhaft ist eine erste Klaue 14 dargestellt, die mit einer nicht näher dargestellten zweiten Klaue in Eingriff gebracht werden kann. Die erste Klaue 14 weist Zähne 15 auf, die in Umfangsrichtung an der ersten Klaue 14 verteilt und durch Zahnlücken 16 beabstandet sind. In dieser Ausführungsform sind die beiden Klauen ungleichartig ausgeführt, d.h., dass die Zähne 15 in Umfangsrichtung kleiner ausgeführt sind als die zu den Zahnlücken 16 der ersten Klaue 14 korrespondierenden Zähne der zweiten Klaue. Die gezeigte Ausführungsform ist lediglich beispielhaft. Anstelle der beiden Klauen kann es sich bei dem Getriebeelement, das mit dem Rotor 8 verbunden ist, auch um eine Schiebemuffe oder andere Getriebeelemente handeln, die eine wahlweise Kopplung mit dem Abtrieb 7 zulassen.A
Bei der Kopplung der ersten Klaue 14 mit der zweiten Klaue greifen die Zähne 15 der ersten Klaue 14 in die Zahnlücken der zweiten Klaue ein. Korrespondierend dazu greifen die Zähne der zweiten Klaue in die Zahnlücken 16 der ersten Klaue 14 ein. Die Zahnlücken 16 legen somit Winkelbereiche fest, in denen ein Eingriff der korrespondierenden Zähne möglich ist. Mit anderen Worten kann die Entkopplungsvorrichtung 10 nur dann wieder geschlossen werden, wenn die Zähne 15 in korrespondierende Zahnlücken eingreifen können. Da sich die relative Orientierung der ersten Klaue 14 relativ zu der zweiten Klaue letztlich zufällig aus der Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 und des Rotors 8 ergibt, kann die Orientierung bzw. die möglichen Eingriffspositionen in die Bestimmung der Sollladeausrichtung einbezogen werden.When the
Beispielsweise kann bestimmt werden, welche Eingriffspositionen grundsätzlich möglich sind und in welche Position bzw. um welchen Rotorwinkel der Rotor 8, der beispielsweise mit der ersten Klaue 14 gekoppelt ist, verdreht werden muss, um die Sollladeausrichtung zu erreichen. Lediglich beispielhaft ist ein Winkel 17 dargestellt, um den die Mittelpunkte der Zähne 15 in Umfangsrichtung beabstandet sind. For example, it can be determined which engagement positions are fundamentally possible and into which position or by which rotor angle the
Ersichtlich legt die Anzahl der Zähne 15 sowie deren Ausdehnung in Umfangsrichtung den Winkel 17 fest. Die Anzahl der Zähne 15 bzw. der dazu korrespondierenden Zahnlücken legt dementsprechend die Positionen fest, in denen die einzelnen Zähne 15 in die korrespondierenden Zahnlücken in Eingriff gebracht werden können.It can be seen that the number of
Lediglich beispielhaft ist eine Ausgangsposition 18 dargestellt, in der der Rotor 8 und mit dem Rotor 8 die erste Klaue 14 steht, beispielsweise die Situation in der das Kraftfahrzeug 1 zum Aufladen geparkt ist. Ferner ist in
Zusätzlich ist ein Vorspannwinkel 21 dargestellt, um den der Antriebsstrang 6 durch Aufbringen eines definierten Vorspannmoments auf den Rotor 8 verdreht werden kann, um die Sollladeausrichtung 19 einzunehmen. Die Vorspannung des Rotors 8 bzw. des Antriebsstrangs 6 betrifft die im Antriebsstrang 6 vorhandenen Übersetzungen und Elastizitäten. Grundsätzlich kann dabei eine Drehbewegung des Rotors 8 um einen definierten Winkel, der als Vorspannwinkel 21 bezeichnet wird, vorgenommen werden, um den Rotor 8 vorzuspannen. Hierzu kann ein definiertes geringes Vorspannmoment, beispielsweise unterhalb von 10 % des maximalen Maschinenmoments der elektrischen Maschine 2, aufgewendet werden. Dies erlaubt insbesondere, dass Schwingungen bzw. Schwankungen des Rotors 8 oder des Drehmoments um einen Nullpunkt des Drehmoments verhindert werden können.In addition, a
Das Aufbringen des Vorspannmoments kann insbesondere unter Berücksichtigung der möglichen Zahneingriffe aufgebracht werden. Je nachdem, um welchen Winkel der Rotor 8 gedreht werden muss, um die Sollladeausrichtung 19 zu erreichen, kann es nötig sein, einen bestimmten Vorspannwinkel 21 aufzubringen. Der Vorspannwinkel 21 kann dabei variieren, sodass nach Einnehmen des gewünschten Zahneingriffs, beispielsweise der Sollposition 20, die der Sollladeausrichtung 19 am nächsten ist, der restliche Winkel durch das Vorspannen aufgebracht wird, sodass die Sollladeausrichtung 19 möglichst optimal erreicht werden kann. Je nachdem, wie viele Zähne die Klaue 14 aufweist, sind beliebig feine Unterteilungen des Winkels möglich. Soll ein Mindestmoment als Vorspannmoment realisiert werden, kann auch eine Sollposition 20 gewählt werden, die nicht derjenige Zahneingriff ist, der der Sollladeausrichtung 19 am nächsten ist. Stattdessen kann ein benachbarter Zahneingriff als Sollposition 20 gewählt werden, sodass das Mindestmoment als Vorspannmoment realisiert werden kann.The application of the prestressing moment can be applied in particular taking into account the possible meshing of the teeth. Depending on the angle through which the
Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig untereinander austauschbar, aufeinander übertragbar und miteinander kombinierbar.The advantages, details and features shown in the individual exemplary embodiments can be arbitrarily interchanged, transferred to one another and combined with one another.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- elektrische Maschineelectric machine
- 33
- elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
- 44
- Wechselrichterinverter
- 55
- Steuerungseinrichtungcontrol device
- 66
- Antriebsstrangpowertrain
- 77
- Abtriebdownforce
- 88th
- Rotorrotor
- 99
- Ladeschnittstellecharging interface
- 1010
- Entkopplungsvorrichtungdecoupling device
- 1111
- Abtriebswelleoutput shaft
- 12, 12'12, 12'
- Fahrzeugachsevehicle axle
- 1313
- Erfassungseinrichtungdetection device
- 1414
- Klaueclaw
- 1515
- ZahnTooth
- 1616
- Zahnlücketooth gap
- 1717
- Winkelangle
- 1818
- Ausgangspositionstarting position
- 1919
- Sollladeausrichtungtarget loading orientation
- 2020
- Sollpositiontarget position
- 2121
- Vorspannwinkelpreload angle
- 2222
- Parksperreparking lock
Claims (10)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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